BAKI,VOA
"Majorana 1" - "Microsoft" şirkəti tərəfindən hazırlanmış kvant hesablama prosessorudur. Cihaz ənənəvi kvant hesablama aparatları ilə müqayisədə xətalara qarşı daha yüksək dözümlülük nümayiş etdirmək məqsədilə topoloji kvant hesablamalarını aktivləşdirmək üçün topoloji ifratkeçiricilərdən (topological superconductors) istifadə edir. Bu, Microsoftun kvant hesablamalarında istifadə üçün istehsal etdiyi ilk cihazdır.
Sözügedən aparat aşağı temperaturlarda ifratkeçiriciliyi qəbul edən indium-arsenid-alüminium (InAs-Al) hibrid cihazıdır. "Microsoft" cihazın sərhəd (bənd) Mayoran sıfır modlarının (Majorana zero modes) mövcudluğuna dair bəzi siqnallar göstərdiyini iddia edir. Aparat özündə səkkiz kubit yerləşdirə bilir. Əgər Mayoran sıfır modlarının varlığı təsdiqlənərsə, bu, topoloji kubitlərin və nəticədə irimiqyaslı topoloji kvant kompüterlərinin yaradılmasında potensial tətbiq sahəsi tapa bilər.
Şirkət 2025-ci ilin fevral ayında verdiyi rəsmi bəyanatda "Majorana 1" cihazının topoloji kubitlərə əsaslanan kvant kompüteri yaratmaq üçün uzunmüddətli layihəsində mühüm bir irəliləyiş olduğunu iddia edib. "Majorana 1" cihazının Mayoran sıfır modlarını nümayiş etdirməsinə dair qəti və açıq ictimai sübutların olmaması fonunda, bu bəyanat elmi ictimaiyyətdə həm böyük həyəcan, həm də ciddi şübhədoğurub.
Kvant hesablamaları sahəsində aparılan tədqiqatlar tarixən kubitlərin sabitliyi və miqyaslana bilməsi (scalability) məsələlərində ciddi çətinliklərlə üzləşib. İfratkeçirici dövrələrə və ya tutulmuş ionlara (trapped ions) əsaslanan ənənəvi kubitlər xarici küyə və dekoherentliyə (decoherence) qarşı olduqca həssasdırlar ki, bu da hesablamalarda xətaların yaranmasına yol açır.
Bu məhdudiyyətləri aradan qaldırmaq üçün tədqiqatçılar xətalara qarşı daha dözümlü kvant kompüterləri qurmaq üçün müxtəlif yollar axtarırlar. İlk baxışdan 1997-ci ildə Aleksey Kitayev və Maykl Fridman tərəfindən nəzəriyyələşdirilən topoloji kubitlər, kvant məlumatlarını ətraf mühitin təsirlərindən daxili olaraq qorunacaq şəkildə kodlaşdırmaqla ümidverici bir həll yolu təklif edir. Bu qorunma sistemin yerli pozuntulara qarşı müqavimət göstərən topoloji xüsusiyyətlərindən qaynaqlanır. Microsoftun yarımkeçirici-ifratkeçirici heterostrukturlarında Mayoran fermionlarına əsaslanan yanaşması, topoloji kvant hesablamasını reallaşdırmaq üçün göstərilən bir neçə qlobal səydən biridir.
Mübahisələr və xəbər saxtakarlığı iddiaları
"Microsoft"un kvant aparatları (hardware), şirkətin 2018-ci ildə "Nature" jurnalında dərc olunmuş və sonradan kəskin şəkildə geri çağırılmış (retracted) səs-küylü məqaləsindən bəri ciddi mübahisə mövzusu olub. "Majorana 1" cihazının elan edilməsi də elmi ictimaiyyətdə eyni vaxtda həm həyəcan, həm də şübhə yaradıb. Microsoftun kvant çipi ilə bağlı 2017-ci ildə "Nature Communications" jurnalında dərc olunmuş digər bir araşdırma da məlumatların emalı zamanı bəzi faktların gizlədildiyi iddiası ilə sual altına düşüb.
Kvant prosessoru (QPU) yaradılması iddiaları
"Majorana 1" cihazının təqdimatında bu aparat "Topoloji nüvə ilə işləyən dünyanın ilk Kvant Prosessoru (QPU)" kimi təsvir edilmişdi. Lakin hazırda mövcud olan aparat nümayişləri yalnız oxuma (readout) metodunu sübut edir və sıfır modunda hər hansı bir kvant emalını nümayiş etdirmir. Üstəlik, ictimaiyyətə açıq olan nümayiş onların iki səviyyəli kvant sisteminin koherentliyini (coherence) sınaqdan keçirmir. Bu, həm koherent kvant məlumatlarını, həm də həmin məlumatlar üzərində koherent məntiqi əməliyyatları nümayiş etdirən digər real kvant prosessorları (QPU) ilə kəskin təzad təşkil edir.
Mayoran sıfır modunun yaradılması iddiaları
2025-ci ilin fevral ayında yaydığı press-relizdə "Microsoft" iddia edib ki, "Nature jurnalı tərəfindən rəylənmiş məqalə, Microsoft-un Mayoran hissəciklərini yarada bilməsinin rəsmi təsdiqidir". Lakin bu iddia "Nature" jurnalındakı məqalənin faktiki məzmunu ilə tamamilə ziddiyyət təşkil edir. Belə ki, məqalənin müəllifləri mətndə interferometriya vasitəsilə aşkar edilən aşağı enerjili vəziyyətlərin topoloji olub-olmadığını ölçmələrin "öz-özünə müəyyən etmədiyini" açıq şəkildə bildirirlər.
Bu qeyri-müəyyənliyin əsas səbəbi Mayoran modları (Majorana modes) ilə Andreyev modlarını (Andreev modes) bir-birindən fərqləndirməyin həddindən artıq çətin olmasıdır. "Microsoft"un konstruksiya etdiyi bu növ cihazlarda hər iki mod eyni vaxtda mövcud ola bilər. Mayoran modları topolojidir və onlardan topoloji kvant kompüteri düzəltmək üçün istifadə oluna bilər, lakin Andreyev modları topoloji cəhətdən əhəmiyyətsizdir (trivial) və kvant kompüterinin qurulmasında birbaşa faydalı deyil. "Majorana 1" cihazının hazırkı nəticələri cihazın daxilində heç bir Mayoran modunun olmadığı və yalnız Andreyev modlarından ibarət olduğu ehtimalı ilə tamamilə üst-üstə düşür.
Mayoran modları ilə topoloji cəhətdən əhəmiyyətsiz olan Andreyev modları arasındakı bu fərqləndirmə çətinliyi, vaxtilə 2018-ci ildə "Nature" jurnalındakı məqalənin geri çağırılmasına səbəb olan eyni fundamental problemdir. Həmin məqalədə də "Microsoft" ilə əlaqəli olan müəlliflər Mayoran sıfır modlarına dair qəti sübutlar tapdıqlarını iddia etmişdilər, lakin sonradan dataların tamamilə Andreyev modlarına uyğun olduğu ifşa olunmuşdu.
"Maddənin yeni halı" iddiaları
2025-ci ilin fevral press-relizlərində "Microsoft" həmçinin "Majorana 1" aparatının "əvvəllər yalnız nəzəriyyədə mövcud olan maddənin yeni bir halını" yaratdığını iddia edib. Lakin bu iddia da "Majorana 1" çipinin nümayiş etdirdiyi rejimlərə bənzər yarımkeçirici naqillərlə aparılmış uzunmüddətli eksperimentlər tarixi ilə ziddiyyət təşkil edir.
Bu ziddiyyət Microsoftun məqaləsi üçün təqdim olunan rəy faylında da qabardılıb. Rəyçilərdən biri əlyazmanı təsvir edərək qeyd edib ki, "bu işin yeniliyi Mayoran sıfır modları üçün daha güclü sübutlar təqdim etməsində deyil, metodoloji yanaşmasındadır: o, mürəkkəb dövrə həndəsəsi daxilində radiotezlik paritetinin oxunmasının (rf-parity readout) 'mümkün olduğunu' nümayiş etdirir". Dörd rəyçi arasında ciddi fikir ayrılığının olmasına — ikisinin ciddi qeydlər bildirməsinə və digər ikisinin yalnız şərti dəstək verməsinə baxmayaraq, "Nature" jurnalı məqaləni Mayoran modlarının qəti sübutuna görə deyil, məhz innovativ cihaz arxitekturasına görə dərc etmək qərarına gəlib.
Topokonduktorlar (Topoconductors)
Microsoft şirkəti "Majorana 1" cihazının əsasını təşkil edən materialı təsvir etmək üçün ilk dəfə "topokonduktor" (topoconductor) terminini elmə daxil edib. 2025-ci ilin fevral press-relizində "Microsoft" topokonduktorları "topoloji ifratkeçiriciliyi aktivləşdirən materiallar sinfi" kimi müəyyən edib.
Şirkətin fikrincə, bu materialların Mayoran sıfır modlarının yaradılmasına və manipulyasiya edilməsinə imkan verdiyi geniş şəkildə nəzəriyyələşdirilib ki, bu da sonradan topoloji kubitlərin əsası ola bilər. Topoloji ifratkeçiricilər özünəməxsus elektron zona strukturu (electronic band structure) ilə xarakterizə olunur ki, bu da topoloji cəhətdən qorunan səth vəziyyətlərini (topologically protected surface states) ortaya çıxarır. Bu səth vəziyyətləri pozuntulara və qüsurlara qarşı dözümlüdür, bu da onları Mayoran sıfır modlarını yerləşdirmək üçün ideal edir. "Microsoft"un topokonduktoru indium-arsenid və alüminiumdan hazırlanıb.
Microsoftun daxili hesabatları (whitepapers) xətalara davamlı kubit məntiqi üçün əsas əməliyyatlar olan "hörmə proseslərini" (braiding processes) asanlaşdıran topokonduktor əsaslı arxitekturanı təsvir edir. Hörmə (örgü) prosesi kvant hesablamalarını yerinə yetirmək üçün Mayoran sıfır modlarının mövqelərinin idarəolunan şəkildə dəyişdirilməsini nəzərdə tutur. Bu proses daxili olaraq xətalara dözümlüdür, çünki Mayoran modlarının topoloji qorunması onları yerli ətraf mühit pozuntularına qarşı tamamilə davamlı edir.